透水瀝青混凝土應用分析

童嶺

摘要：對透水瀝青混混凝土的應用現(xiàn)狀及材料性能進行分析，研究透水瀝青混凝土材料物理性能及路用性能。主要分析透水瀝青混凝土材料的滲透性能，并對滲透性能的影響因素分析。最后對透水瀝青混凝土作為鋪裝應用時材料的高溫性能、水穩(wěn)定性能、低溫性能及力學性能進行分析。結果表明：透水瀝青混凝土材料作為道路鋪裝應用會改善城市的建筑及生態(tài)環(huán)境，但材料本身力學性能仍需要進一步改善。

關鍵詞：透水瀝青混凝土;滲透系數(shù);力學性能;路用性能

近年我國經(jīng)濟的飛速發(fā)展過程中城市中隨處可見鋼筋混凝土的建筑，給人們居住、出行帶來方便的同時城市中也出現(xiàn)了一些較為嚴重的問題?，F(xiàn)在城市道路路面所用的大多數(shù)為瀝青混凝土的硬化路面，不透水的瀝青混凝土道路在美觀及行車舒適方面有較好的應用性能，但是這種傳統(tǒng)的不透水瀝青混凝土路面鋪裝材料也給城市帶來了較大的負面影響。

這種不透水瀝青路面由于其不透水的特性導致了人類在開發(fā)城市的過程中遠離了原始自然生態(tài)環(huán)境。不透水瀝青材料的應用，會使道路上的雨水不能下滲而會沿著道路的排水系統(tǒng)排出，這會帶來一系列的生態(tài)問題，加重加城市的排水負擔，使得城市的地下水位下降，而且在雨水經(jīng)過道路表面的徑流后再排入地下水道，也會使清潔的雨水變成污水，也會對城市地下水資源產(chǎn)生污染，除此之外不透水瀝青路面的應用會使城市產(chǎn)生“熱島效應”等生態(tài)問題。

一、透水瀝青混凝土特點

由于不透水瀝青材料應用過程中出現(xiàn)的一系列問題，透水瀝青混凝土材料也逐步被人們應用到城市建設中去。透水瀝青混凝材料由于其具有一定的空隙而能使雨水自然下滲，它與傳統(tǒng)不透水瀝青混凝土材料有以下優(yōu)點。首先透水瀝青混凝土材料在城市中應用后，使其上的雨水能夠下滲到下層中去直至地下土壤中，能夠有效的補充地下水資源;當其應用在城市道路、停車場等還會減輕城市排水管網(wǎng)的壓力，使城市能夠最大限度的接近未開發(fā)前的原始狀態(tài);透水瀝青混凝土材料由于其具有透水的性質(zhì)，使得上表面不會長時間的存留雨水，這會使人們出行方便，而且會使車輛的輪胎的路面附著力在雨天不會減小嚴重，能夠有效的防止交通事故的產(chǎn)生。由于透水材料在城市中的應用，還會全使城市的噪聲降低，對城市的熱島效應有一定的緩解作用。此外由于透水青混凝土材料被應用到道路面層，增加了整個城市的透水性，使得城市在雨天會吸除雨水使雨水通過透水鋪裝下滲，在晴天會使透水鋪裝滲入的水還會通過透水瀝青鋪裝的空隙蒸發(fā)，所以透水瀝青混凝土作為城市的道路鋪裝材料應用還會使整個城市的氣候有所改善。

二、透水瀝青混凝土的透水性能

透水瀝青混凝土路面主要性能之一是透水，衡量其透水的主要指標是滲透系數(shù)。滲透系數(shù)是指在由于水頭差的存在，材料上表面的滲透速度與材料上、下表面的水力坡度的比值，滲透系數(shù)決定了水在材料中的流動的程度。瀝青混凝土材料的滲透系數(shù)并不是常數(shù)，其數(shù)值大小受集料大小、集料配比、及滲透液體的性質(zhì)影響，一般來說瀝青混凝土材料的滲透系數(shù)主要與材料的空隙率有關。

透水瀝青混凝土材料用作路面面層時，鋪裝滲透系數(shù)的大小直接關系著雨水滲入路面的速率，導致道路的路表是否會有雨水存在即是否會出現(xiàn)徑流及地表徑流量的大小。一般設計值應保證所設計的滲透系數(shù)大于本地區(qū)的設計降雨強度。透水瀝青混凝土材料的滲透系數(shù)各國都有相關研究成果，且己有應用案例。材料滲透系數(shù)的性能評價方法可通過室、內(nèi)外試驗獲得，室內(nèi)試驗中對于材料滲透系數(shù)的試驗儀器兩種，一種為常水頭滲透儀，主要用于滲透系數(shù)較大的材料的滲透系數(shù)的測定，一般對于道路透水瀝青混凝土材料的滲透系數(shù)的測定屬于此類;另一種為變水頭滲透儀，主要用于滲透系數(shù)較小材料的滲透系數(shù)的測定。對于透水瀝青混凝土面層滲透系數(shù)的室外試驗目前還沒有相應的統(tǒng)一標準。美國經(jīng)過實踐應用推薦的透水瀝青混凝土面層的滲透系數(shù)的數(shù)值應為2倍當?shù)貐^(qū)降雨強度大小，推薦值為0.14cm/s，英國經(jīng)國對透水瀝青混凝土材料作為道路鋪裝面層應用實踐后推薦鋪裝的滲透系數(shù)為0.12-0.4cm/s。

三、透水瀝青混凝土的使用性能

透水瀝青混凝土材料為了保證材料的滲透性所以具有較大的空隙率，集料中的粗集料比重較大，使得結構形成了粗集料骨架結構。這種結構的承載能力主要是由于集料之間的嵌擠產(chǎn)生：但集料間的粘結性能則較弱，所以為了彌補材料的這一性能缺陷，透水瀝青混凝土材料需使用高粘度改性瀝青作為材料的膠結材料。

透水瀝青混凝土材料的使用性能主要為高溫情況下材料穩(wěn)定性、浸水狀態(tài)下水穩(wěn)定性、低溫環(huán)境下低溫性能及材料的強度性能。材料高溫狀態(tài)下的穩(wěn)定性主要受集料的級配及瀝青影響，所以為了保證透水瀝青洋混凝土高溫情況下的使用性能，一般需要級配較好且使用高粘度的改性瀝青。透水瀝青混凝土的水穩(wěn)定性主要是指材料在雨水滲入時，材料受到外部車輛荷載作用，整個材料的力學穩(wěn)定性，由于水分的滲入，瀝青的粘性會受到影響，從而影響整個材料的性能。與傳統(tǒng)不透水瀝青混凝土相比透水瀝青混凝土材料在水穩(wěn)定性方面即存在優(yōu)勢也存在劣勢，通過材料中高粘改性瀝青來改善整個材料的水穩(wěn)定性。材料的低溫性能與水穩(wěn)性能相似，一般通過低溫飛散試驗及小梁彎曲試驗進行分析。透水瀝青混凝土在道路上的使用力學性能的評價指標主要有材料的剪切強度、斷裂強度及應變能力。通過試驗可知透水瀝青混凝土材料的低溫性能及強度性能比不透水瀝青混凝土材料要差，這也是透水瀝青混凝土材料的缺陷。

四、結論

透水瀝青混凝土材料的應用對城市的排水管網(wǎng)、水資源、氣候等環(huán)境有很大改善。保證透水瀝青混凝土材料的滲透性能同時，材料的使用力學性能會受到影響，即材料的透水性能與力學性能存在矛盾。目前透水瀝青混凝土材料主要應用在交通量較低的城市道路、公園及停車場等道路面層，使透水瀝青混凝土既滿足雨水滲透的要求又滿足車輛荷載長期作用是透水瀝青混凝土要解決的主要問題

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